JP2006324164A - 面状発熱体及びそれを用いた防曇鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】 構成が複雑になることなく、平面の形状が円形、楕円形、または多角形の鏡表面を、効率よく均一に暖めることが可能な面状発熱体、さらに上下方向に対しても鏡表面の温度を効率よく均一に暖めることが可能な面状発熱体、及びそれを用いた防曇鏡を提供する。
【解決手段】 発熱部の形状が実質的に円形、楕円形、または多角形となるように、好ましくは抵抗線の間隔を上方が疎、下方が密となるように抵抗線を蛇行配線させてなる面状発熱体とする。また、実質的に前記発熱部と同じ平面形状の鏡を貼り合わせてなる防曇鏡とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、面状発熱体及びそれを用いた防曇鏡に関するものである。更に詳細には、平面形状が実質的に円形、楕円形、または多角形の鏡に装備するための面状発熱体、及びその面状発熱体を前記の形状を有する鏡の裏面に設置した防曇鏡に関するものである。

従来から、洗面化粧台や浴室には鏡が多く使用されているが、湯気により曇ってしまうという不都合があり、鏡の裏面に面状発熱体を設け鏡表面を暖めて曇りを防ぐ防曇鏡が利用されている。このような面状発熱体としては、各種の面状の発熱素子を電気絶縁性材料で被覆した構造のものが広く利用されている。例えば、発熱素子としてはカーボン系あるいは金属系の導電性樹脂を、ガラスクロス、ポリエステルシート、ポリイミドシート、マイカ等の基材に含浸、塗布、または印刷により保持させたもの、あるいはアルミニウム、銅、ステンレススチール等の金属箔をエッチングして回路としたもの、そのほかニッケルクロム、銅ニッケル等の金属抵抗線をマイカ等の絶縁基板に張り巡らして回路としたもの等が使われている。また、発熱素子を被覆するための電気絶縁材料としては、シリコン、ポリエステル、ポリアミド等の合成樹脂フィルム、ゴムシート、エポキシ樹脂含浸ガラスクロス等が用いられている。

このような防曇鏡は、さらに鏡表面の温度を均一に保持するために、面状発熱体と鏡の間に金属箔、金属板等の伝熱板を設けたもの、効率よく鏡面の結露を除去するために、鏡の裏面に静電容量検知センサーを設置し、鏡面の結露の有無により生じる静電容量の変化を検知し、発熱体の電源を自動的にＯＮ／ＯＦＦさせるものが開発されている。また、並列２回路の発熱部を用いた防曇鏡も考案されている。
実開平３−９２６０２号公報 実開平６−５７２６２号公報 特開平９−２３９５５号公報

従来から使用されている面状発熱体は、製造工程上の都合等により、通常は発熱部の形状が正方形または長方形である。そのため、平面の形状が円形、楕円形、または多角形の鏡は、鏡表面の温度を均一に保持することが難しいという欠点があった。また、洗面化粧台や浴室に設置される鏡は、通常は上下方向に設置されるため、上部の方が下部より加熱されやすいという特徴があった。そのため、伝熱板、静電容量検知センサー、あるいは並列２回路の発熱部を、円形、楕円形、または多角形の防曇鏡に適用しても、いずれの場合も正方形または長方形の発熱部から離れた鏡表面は、結露しやすいという不都合があった。また、静電容量検知センサー、並列２回路の発熱部を用いた面状発熱体は、構成が複雑になるという不都合があった。

従って、本発明が解決しようとする課題は、構成が複雑になることなく、平面の形状が円形、楕円形、または多角形の鏡表面を、効率よく均一に暖めることが可能な面状発熱体、さらに上下方向に対しても鏡の表面を効率よく均一に暖めることが可能な面状発熱体、及びそれを用いた防曇鏡を提供することである。

本発明者らは、これらの課題を解決すべく鋭意検討した結果、予備基板上に形状が円形、楕円形、または多角形となるように抵抗線を蛇行配線させ、好ましくは抵抗線の間隔を上方が疎、下方が密となるように蛇行配線させ、この予備基板上の抵抗線を、表面に粘着層を備えた支持基材と接触させて、抵抗線を支持基材に転移させることにより、支持基材に容易に形状が円形、楕円形、または多角形となるように抵抗線を配線できること等を見出し本発明の面状発熱体及び防曇鏡に到達した。

すなわち本発明は、発熱部の形状が実質的に円形、楕円形、または多角形となるように、抵抗線を蛇行配線させてなることを特徴とする面状発熱体である。
また、本発明は、発熱部の形状が実質的に円形、楕円形、または多角形となるように、抵抗線を蛇行配線させた面状発熱体と、実質的に該発熱部と同じ平面形状の鏡を貼り合わせてなることを特徴とする防曇鏡である。

本発明の面状発熱体は、発熱部の形状が実質的に円形、楕円形、または多角形となるように、抵抗線を蛇行配線させてなる面状発熱体であるので、平面の形状が円形、楕円形、または多角形の鏡に設置した場合、鏡の表面を、効率よく均一に暖めることが可能である。また、本発明の面状発熱体は、抵抗線の間隔を容易に上方が疎、下方が密となるように蛇行配線させることができるので、鏡の表面を、より効率よく均一に暖めることが可能である。また、本発明の防曇鏡は、平面形状が円形、楕円形、または多角形の鏡を有する防曇鏡であるが、前記のような面状発熱体を用いるので、構成が複雑になることなく、鏡の表面を効率よく均一に加温することが可能である。

本発明の面状発熱体は、円形、楕円形、または多角形の防曇鏡のほか、円形、楕円形、または多角形の形状のものを加熱するためのヒータに適用される。また、本発明の防曇鏡は、洗面化粧台や浴室等で使用される円形、楕円形、または多角形の防曇鏡に適用される。
以下、本発明の面状発熱体及び防曇鏡を、図１〜図６に基づいて詳細に説明するが、本発明がこれらにより限定されるものではない。

図１は、本発明の面状発熱体の抵抗線設置面の一例を示す平面図である。図２は、図１におけるａ−ａ’面の例を示す断面図である。図３〜図５は、各々本発明の面状発熱体の図1以外の抵抗線設置面の一例を示す平面図である。図６は、本発明の防曇鏡の一例を示す断面図である。
本発明の面状発熱体は、図１及び図３〜図５に示すように、発熱部１の形状が実質的に円形、楕円形、または多角形となるように、抵抗線２を蛇行配線させてなる面状発熱体である。

本発明の面状発熱体は、発熱部１の形状が円形の場合は、通常は図１に示すように、抵抗線２が直径３の一端から他端の方向に向かって、蛇行配線されたものであるが、好ましくは抵抗線２の間隔が直径３の一端から他端の方向に向かって、疎から密になるように蛇行配線されたものである。
また、発熱部１の形状が楕円形の場合は、通常は図３に示すように、抵抗線２が長径４の一端から他端の方向に向かって蛇行配線されたものであるが、好ましくは抵抗線２の間隔が長径４の一端から他端の方向に向かって疎から密になるように蛇行配線されたものである。

また、発熱部１の形状が多角形の場合は、通常は図４に示すように、抵抗線２が一辺５から該一辺５に対向する一辺６の方向に向かって蛇行配線されたものであるが、好ましくは抵抗線２の間隔が一辺５から該一辺５に対向する一辺６の方向に向かって疎から密になるように蛇行配線されたものである。
抵抗線２の間隔について疎密を設定する場合は、いずれの形状の場合も、疎の部分から密の部分に向かって間隔が連続的に拡がっていく構成、あるいは複数に区分され各々の区分範囲内では間隔が均等で区分毎に間隔が広がっていく構成等にされる。尚、疎の部分と密の部分の間隔の最大差は、通常は１．１〜５．０倍程度となるようにされる。
また、面状発熱体の外郭の形状については、特に制限されることはなく、図１、図３、及び図４に示すように、発熱部１の形状と同様の形状でも良いし、図５に示すように、発熱部１の形状と異なる形状でも良い。

本発明の面状発熱体は、前記のように抵抗線が設置され、この抵抗線が電気絶縁層によって被覆されていれば、その他の構成要件については特に制限されることはないが、通常は図２に示すように、抵抗線２が粘着層７を介して支持基材８に固定され、さらに抵抗線２が電気絶縁層９に被覆された構成である。
本発明の面状発熱体において使用される抵抗線２は、通常は針金状の抵抗線または金属箔状の抵抗線である。

また、本発明の面状発熱体において使用される支持基材としては、例えば、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、塩化ビニル、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニリデン樹脂、フッ素樹脂等からなる合成樹脂基材、ガラスクロス基材を挙げることができる。
また、電気絶縁層の基材としては、ゴム、エポキシ樹脂含浸ガラスクロス、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、マイカ等を例示することができる。

本発明の面状発熱体を製造する際には、抵抗線を、輪郭が円形、楕円形、または多角形となるように、支持基材上に蛇行配線させる必要がある。本発明においては、例えば、転移時に基板内に収納可能なピンを有する予備基板上に、形状が円形、楕円形、または多角形となるように抵抗線を蛇行配線させ、表面に粘着層を備えた支持基材を、抵抗線と粘着層が接触するように、予備基板の上方から押し当て、抵抗線を予備基板から支持基材に転移させることにより、輪郭が円形、楕円形、または多角形の抵抗線を支持基材に形成させることができる。転移させた後、抵抗線は粘着層を突き抜けて支持基材に接触していても良く、また粘着層を突き抜けていなくても良い。

次に、粘着層を介して抵抗線が支持基材に固定された積層体を、抵抗線の表面に電気絶縁層となる絶縁材料を被覆するか、両面に電気絶縁層となる絶縁材料を被覆して、熱プレスにより一体成形し、さらに端子１０を設けることにより、図２に示すような断面形状の面状発熱体が得られる。尚、両面に電気絶縁層を被覆する場合、予め粘着層と支持基材に多数の貫通孔を設け、熱プレスの際にこの貫通孔を電気絶縁層の材料で埋めることにより、面状発熱体の機械的強度を向上させることができる。また、本発明の面状発熱体は、アース用の金属箔、両面粘着テープを適宜いずれかの面に設けることもできる。また、アース用の端子も適宜設けることもできる。

本発明の防曇鏡は、平面形状が円形、楕円形、または多角形の鏡に、前述の面状発熱体を貼り合わせてなる防曇鏡である。すなわち、発熱部の形状が実質的に円形、楕円形、または多角形となるように、抵抗線を蛇行配線させた面状発熱体と、実質的に該発熱部と同じ平面形状の鏡を貼り合わせてなる防曇鏡である。本発明の防曇鏡としては、図６に示すように、面状発熱体１１に金属箔１２、両面粘着テープ１３を介して鏡１４を設置した構成の防曇鏡を例示することができる。本発明の防曇鏡は、例えば鏡が円形であれば、通常は発熱部も円形であるが、実質的に円と形状が類似である正八角形、正十角形等の発熱部を用いることもできる。尚、鏡と発熱部の大きさは、互いに異なるものであってもよい。また、面状発熱体の抵抗線の間隔に疎密がある場合は、抵抗線の間隔が疎の部分が上、密の部分が下になるように壁等の面に設置される。

次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明がこれらにより限定されるものではない。

（面状発熱体の製作）
鉄製の予備基板上に、発熱部が直径２７０ｍｍの円形となるように、抵抗線の間隔が円形発熱部の直径の一端から他端の方向に向かって疎から密になるように、直径０．１３ｍｍの抵抗線（Ｃｕ−Ｎｉ線）を蛇行配線させた後、表面にアクリル粘着層を備えたＰＥＴ製支持基材（直径２８０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍ）を、抵抗線と粘着層が接触するように、予備基板の上方から押し当て、抵抗線を予備基板から支持基材に転移させることにより、輪郭が図１に示すような円形の抵抗線を支持基材に形成させた。

尚、このようにして蛇行配線させた抵抗線の間隔は、疎の部分（円の上側）と密の部分（円の下側）の間隔の最大差で３倍であった。
次に、前記のようにして製作した積層体の両面に、電気絶縁層としてエポキシプリプレグ（直径３００ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ）を被覆して、１６０℃の温度で熱プレスすることより一体成形し、さらに端子を設けて、図２（２）に示すような断面形状の面状発熱体を得た。

（防曇鏡の製作）
前記のようにして製作した面状発熱体の抵抗線側の表面に、平面の断面が面状発熱体と同じ形状及び大きさのアース用のアルミテープ（厚さ０．０５ｍｍ）、及び両面粘着テープを貼り付け、さらに直径４００ｍｍ、厚さ４ｍｍの円形の鏡を貼り付けて、図６に示すような断面形状の防曇鏡を得た。
また、この防曇鏡の鏡表面の中心点、上方端部（中心点から１２５ｍｍ上）、下方端部（中心点から１２５ｍｍ下）に温度センサーを設置した。

（鏡表面の温度測定試験）
前記の防曇鏡を、温度１５℃、湿度３０％に設定された浴室を模した試験室（幅１８０ｃｍ、奥行き２７０ｃｍ、高さ２２０ｃｍ）の壁に設置した。
次に、試験室に設置された容器に温度４５℃のお湯２００Ｌを入れて水蒸気を発生させるとともに、面状発熱体に電気を流して防曇鏡を暖めた。その結果、鏡表面の中心点、上方端部、下方端部の温度は、いずれも３５℃で安定した。また、試験は１時間にわたり行なったが鏡表面は曇らなかった。

（面状発熱体の製作）
鉄製の予備基板上に、発熱部が長径５４０ｍｍ、短径２７０ｍｍの楕円形となるように、抵抗線の間隔が楕円形発熱部の長径の一端から他端の方向に向かって疎から密になるように、直径０．２ｍｍの抵抗線（Ｃｕ−Ｎｉ線）を蛇行配線させた後、表面にアクリル粘着層を備えたＰＥＴ製支持基材（長径５５０ｍｍ、短径２８０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍ）を、抵抗線と粘着層が接触するように、予備基板の上方から押し当て、抵抗線を予備基板から支持基材に転移させることにより、輪郭が図３に示すような楕円形の抵抗線を支持基材に形成させた。

尚、このようにして蛇行配線させた抵抗線の間隔は、疎の部分（楕円の上側）と密の部分（楕円の下側）の間隔の最大差で４倍であった。
次に、前記のようにして製作した積層体の両面に、電気絶縁層としてエポキシプリプレグ（長径５７０ｍｍ、短径３００ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ）を被覆して、１６０℃の温度で熱プレスすることより一体成形し、さらに端子を設けて、図２（２）に示すような断面形状の面状発熱体を得た。

（防曇鏡の製作）
前記のようにして製作した面状発熱体の抵抗線側の表面に、平面の断面が面状発熱体と同じ形状及び大きさのアース用のアルミテープ（厚さ０．０５ｍｍ）、及び両面粘着テープを貼り付け、さらに長径６７０ｍｍ、短径４００ｍｍ、厚さ４ｍｍの楕円形の鏡を貼り付けて、図６に示すような断面形状の防曇鏡を得た。
また、この防曇鏡の鏡表面の中心点、上方端部（中心点から２６０ｍｍ上）、下方端部（中心点から２６０ｍｍ下）に温度センサーを設置した。

（鏡表面の温度測定試験）
前記の防曇鏡を、温度１５℃、湿度３０％に設定された浴室を模した試験室（幅１８０ｃｍ、奥行き２７０ｃｍ、高さ２２０ｃｍ）の壁に設置した。
次に、試験室に設置された容器に温度４５℃のお湯２００Ｌを入れて水蒸気を発生させるとともに、面状発熱体に電気を流して防曇鏡を暖めた。その結果、鏡表面の中心点、上方端部、下方端部の温度は、いずれも３５℃で安定した。また、試験は１時間にわたり行なったが鏡表面は曇らなかった。

（比較例１）
（面状発熱体の製作）
鉄製の予備基板上に、発熱部が一辺２７０ｍｍの正方形となるように、抵抗線の間隔が全て等しくなるように、直径０．１５ｍｍの抵抗線（Ｃｕ−Ｎｉ線）を蛇行配線させた後、表面にアクリル粘着層を備えたＰＥＴ製支持基材（一辺２８０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍ）を、抵抗線と粘着層が接触するように、予備基板の上方から押し当て、抵抗線を予備基板から支持基材に転移させることにより、輪郭が正方形の抵抗線を支持基材に形成させた。

次に、前記のようにして製作した積層体の両面に、電気絶縁層としてエポキシプリプレグ（一辺３００ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ）を被覆して、１６０℃の温度で熱プレスすることより一体成形し、さらに端子を設けて、図２（２）に示すような断面形状の面状発熱体を得た。

（防曇鏡の製作）
前記のようにして製作した面状発熱体の抵抗線側の表面に、平面の断面が面状発熱体と同じ形状及び大きさのアース用のアルミテープ（厚さ０．０５ｍｍ）、及び両面粘着テープを貼り付け、さらに直径５００ｍｍの円形の鏡を貼り付けて、図６に示すような断面形状の防曇鏡を得た。
また、この防曇鏡の鏡表面の中心点、上方端部（中心点から１２５ｍｍ上）、下方端部（中心点から１２５ｍｍ下）に温度センサーを設置した。

（鏡表面の温度測定試験）
前記の防曇鏡を、温度１５℃、湿度３０％に設定された浴室を模した試験室（幅１８０ｃｍ、奥行き２７０ｃｍ、高さ２２０ｃｍ）の壁に設置した。
次に、試験室に設置された容器に温度４５℃のお湯２００Ｌを入れて水蒸気を発生させるとともに、面状発熱体に電気を流して防曇鏡を暖めた。その結果、鏡表面の中心点、上方端部、下方端部の温度は、各々３５℃、４５℃、３０℃で安定し不均一な温度分布となった。

以上のように、本発明の面状発熱体は、平面の形状が円形、楕円形の鏡表面を、効率よく均一に暖めることが可能である。また、この面状発熱体を用いた本発明の防曇鏡は、鏡表面の形状が円形、楕円形であっても表面の曇りを効率よく防止することが可能である。

本発明の面状発熱体の抵抗線設置面の一例を示す平面図 図１におけるａ−ａ’面の例を示す断面図 本発明の面状発熱体の図１以外の抵抗線設置面の一例を示す平面図 本発明の面状発熱体の図１、図２以外の抵抗線設置面の一例を示す平面図 本発明の面状発熱体の図１〜図３以外の抵抗線設置面の一例を示す平面図 本発明の防曇鏡の一例を示す断面図

符号の説明

１ 発熱部
２ 抵抗線
３ 円形発熱部の直径
４ 楕円形発熱部の長径
５ 多角形発熱部の一辺
６ ５に対向する一辺
７ 粘着層
８ 支持基材
９ 電気絶縁層
１０ 端子
１１ 面状発熱体
１２ 金属箔
１３ 両面粘着テープ
１４ 鏡

Claims (7)

1. 発熱部の形状が実質的に円形、楕円形、または多角形となるように、抵抗線を蛇行配線させてなることを特徴とする面状発熱体。
2. 抵抗線の間隔が、円形発熱部の直径の一端から他端の方向に向かって、疎から密になるように蛇行配線させた請求項１に記載の面状発熱体。
3. 抵抗線の間隔が、楕円形発熱部の長径の一端から他端の方向に向かって疎から密になるように蛇行配線させた請求項１に記載の面状発熱体。
4. 抵抗線の間隔が、多角形発熱部の一辺から該一辺に対向する一辺の方向に向かって疎から密になるように蛇行配線させた請求項１に記載の面状発熱体。
5. 抵抗線が針金状の抵抗線または金属箔状の抵抗線である請求項１に記載の面状発熱体。
6. 抵抗線が粘着層を介して支持基材に固定され、さらに抵抗線が電気絶縁層に被覆された構成である請求項１に記載の面状発熱体。
7. 発熱部の形状が実質的に円形、楕円形、または多角形となるように、抵抗線を蛇行配線させた面状発熱体と、実質的に該発熱部と同じ平面形状の鏡を貼り合わせてなることを特徴とする防曇鏡。
   

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